ACTIVIDAD FASE I REDES LOCALES BASICAS

AUTOR:

JEFFERSON FABIAN BARBOSA SALINAS

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

ESCUELA ECBTI

INGENIERÍA DE SISTEMAS

IBAGUÉ

2015

ACTIVIDAD FASE I REDES LOCALES BASICAS

AUTOR:

JEFFERSON FABIAN BARBOSA SALINAS

Tutor:

Leonardo Bernal Zamora

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

ESCUELA ECBTI

INGENIERÍA DE SISTEMAS

IBAGUÉ

2015

¿Cuál es la Diferencia entre dato y Señal?

Un dato es cualquier entidad capaz de transportar información, puede ser una imagen, sonido, etc. mientras que la señal es una representación eléctrica o electromagnética de los datos, una función de una o más variables que transportan información es decir una transmisión.

Uno de los aspectos fundamentales del nivel físico es transmitir información en forma de señales electromagnéticas. La información que utilizan las personas o las aplicaciones no está en un formato que se pueda transmitir por una red. El medio de transmisión funciona transmitiendo energía en forma de señales electromagnéticas. La información debe ser convertida a señales electromagnéticas, para poder ser transmitida. Todos los formatos de información considerados (voz, datos, imágenes, vídeo) se pueden representar mediante señales electromagnéticas.

Dependiendo del medio de transmisión y del entorno donde se realicen las comunicaciones, se pueden utilizar señales analógicas o digitales para transportar la información.

La representación de los datos en los sistemas informáticos es digital y binaria. La transmisión de datos tiene restricciones muy severas en la admisión de errores de transmisión.

El éxito en la transmisión de datos depende de dos factores: La calidad de la señal y las características del medio de transmisión. Los primeros conceptos que debemos de tener claros son los siguientes:

• Dato: Cualquier entidad capaz de transportar información

• Señales: representación eléctrica o electromagnética de los datos

• Señalización: la propagación física de una señal a través del medio adecuado.

• Transmisión: la comunicación de datos mediante la propagación y el procesamiento de señales.

Al conjunto de procedimientos para intercambiar datos se denomina: comunicación de datos.

Al conjunto de procedimientos y medios físicos se denomina: red de transmisión de datos.

El diseñador de un sistema de comunicaciones debe tener presente cuatro factores determinantes:

• Ancho de banda

• Velocidad de transmisión

• Ruidos o distorsiones posibles

• Tasa de errores

¿Qué se entiende por señalización?

Es la propagación física de una señal a través del medio adecuado, también se puede definir como las reglas que describen el tratamiento que se les dará a determinados datos, los cuales se enviaran por medio de señales dispuestas a ser trasmitidas empleando un sistema en que se acepta información de una fuente y se transforma para ser comunicada.

¿Qué es Transmisión de datos y cuál es su clasificación?

Transmisión de datos es la comunicación de datos mediante la propagación y el procesamiento de señales o la transferencia física de datos (información convertida en bits) por un canal de comunicación. Los datos se representan como una señal electromagnética, de tensión eléctrica, etc. En un sistema análogo la señal que transporta la información es continua ej. un telegrama.

La transmisión de datos se clasifica en Transmisión analógica y transmisión digital, dependiendo la forma de conducir la señal en: Medios de transmisión guiados o alámbricos. Medios de transmisión no guiados o inalámbricos Según el sentido de la transmisión existen 3 tipos diferentes de transmisión: Simplex, Semiduplex, Duplex

Que son las señales análogas y las señales Digitales (características)

Una Señal Analógica es un tipo de señal generada por un tipo de fenómeno electromagnético y que es representable por una función matemática continúa en la que es variable su amplitud y periodo (representando un dato de información) en función del tiempo. Algunas magnitudes físicas comúnmente portadoras de una señal de este tipo son eléctricas como la intensidad, la tensión y la potencia, pero también pueden ser hidráulicas como la presión, térmicas como la temperatura, mecánicas.

La señal digital es un tipo de señal generada por algún tipo de fenómeno electromagnético en que cada signo que codifica el contenido de la misma puede ser analizado en término de algunas magnitudes que representan valores discretos, en lugar de valores dentro de un cierto rango. Por ejemplo, el interruptor de la luz sólo puede tomar dos valores o estados: abierto o cerrado, o la misma lámpara: encendida o apagada (véase circuito de conmutación). Esto no significa que la señal físicamente sea discreta ya que los campos electromagnéticos suelen ser continuos, sino que en general existe una forma de discretizarla unívocamente.

Señal digital: 1) Nivel bajo, 2) Nivel alto, 3) Flanco de subida y 4) Flanco de bajada.

Señal digital con ruido

Características

En una señal que es la amplitud, la frecuencia, el periodo, la fase y la longitud de onda.

Amplitud:

Frecuencia:

El periodo:

La fase:

La longitud de onda:

Explique que es el espectro y que es el ancho de banda y cuáles son sus características.

Espectro: El espectro electromagnético (o simplemente espectro) es el rango de todas las radiaciones electromagnéricas posibles. El espectro de un objeto es la distribución característica de la radiación electromagnética de ese objeto.

El espectro electromagnético se extiende desde las bajas frecuencias usadas para la radio moderna (extremo de la onda larga) hasta los rayos gamma (extremo de la onda corta), que cubren longitudes de onda de entre miles de kilómetros y la fracción del tamaño de un átomo. Se piensa que el límite de la longitud de onda corta está en las cercanías de la longitud Planck, mientras que el límite de la longitud de onda larga es el tamaño del universo mismo, aunque en principio el espectro sea infinito y continuo.

Características:

El espectro cubre la energía de ondas electromagnéticas que tienen longitudes de onda diferentes. Las frecuencias de 30 Hz y más bajas pueden ser producidas por ciertas nebulosas estelares y son importantes para su estudio. Se han descubierto frecuencias tan altas como 2.9 * 1027 Hz a partir de fuentes astrofísicas.

La energía electromagnética en una longitud de onda particular λ (en el vacío) tiene una frecuencia asociada f y una energía fotónica E. Así, el espectro electromagnético puede expresarse en términos de cualquiera de estas tres variables, que están relacionadas mediante ecuaciones.

De este modo, las ondas electromagnéticas de alta frecuencia tienen una longitud de onda corta y energía alta; las ondas de frecuencia baja tienen una longitud de onda larga y energía baja.

Siempre que las ondas de luz (y otras ondas electromagnéticas) se encuentran en un medio (materia), su longitud de onda se reduce. Las longitudes de onda de la radiación electromagnética, sin importar el medio por el que viajen, son, por lo general, citadas en términos de longitud de onda en el vacío, aunque no siempre se declara explícitamente.

Generalmente, la radiación electromagnética se clasifica por la longitud de onda: ondas de radio, microondas, infrarroja y región visible, que percibimos como luz, rayos ultravioleta, rayos X y rayos gamma.

El comportamiento de la radiación electromagnética depende de su longitud de onda. Las frecuencias más altas tienen longitudes de onda más cortas, y las frecuencias inferiores tienen longitudes de onda más largas. Cuando la radiación electromagnética interacciona con átomos y moléculas, su comportamiento también depende de la cantidad de energía por cuanto que transporta. La radiación electromagnética puede dividirse en octavas (como las ondas sonoras).

Ancho de banda:

Es una medida de recursos disponibles para transmitir datos. También es una medida que se usa para definir la velocidad de Internet, se puede usar para referirse a capacidad o a consumo. Se mide en bits por segundo (bits/s), en kilobits por segundo (kbit/s), megabits por segundo (Mbit/s) o algún otro múltiplo. También se le conoce como ancho de banda digital o ancho de banda de red.

Características:

El ancho de banda es finito. En otras palabras, independientemente del medio que se utilice para construir la red, existen límites para la capacidad de la red para transportar información. El ancho de banda está limitado por las leyes de la física y por las tecnologías empleadas para colocar la información en los medios.

El ancho de banda no es gratuito. Es posible adquirir equipos para una red de área local (LAN) capaz de brindar un ancho de banda casi ilimitado durante un período extendido de tiempo. Para conexiones de red de área amplia (WAN), casi siempre hace falta comprar el ancho de banda de un proveedor de servicios.

El ancho de banda es un factor clave a la hora de analizar el rendimiento de una red, diseñar nuevas redes y comprender la Internet. Un profesional de creación de redes, debe comprender el fuerte impacto del ancho de banda y la tasa de transferencia en el rendimiento y el diseño de la red. La información fluye en una cadena de bits de un computador a otro en todo el mundo.

La demanda de ancho de banda no para de crecer. No bien se construyen nuevas tecnologías e infraestructuras de red para brindar mayor ancho de banda, se crean nuevas aplicaciones que aprovechan esa mayor capacidad. La entrega de contenidos de medios enriquecidos a través de la red, incluyendo video y audio fluido, requiere muchísima cantidad de ancho de banda.

Medición: En los sistemas digitales, la unidad básica del ancho de banda es bits por segundo (bps). El ancho de banda es la medición de la cantidad de información, o bits, que puede fluir desde un lugar hacia otro en un período de tiempo determinado, o segundos. Aunque el ancho de banda se puede describir en bits por segundo, se suelen usar múltiplos de bits por segundo. En otras palabras, el ancho de banda de una red generalmente se describe en términos de miles de bits por segundo (kbps),

millones de bits por segundo (Mbps), miles de millones de bits por segundo (Gbps) y billones de bits por segundo (Tbps).

Explique que es la modulación y codificación de datos (cuales son los tipos de modulación que existen.

Modulación:

La “modulación” es el método de procesar una señal de forma que se adecue a las características de propagación del canal de comunicación.

La modulación consiste en variar una característica (amplitud, frecuencia o fase) de una señal (portadora) en función de una segunda señal (moduladora o modulación).

¿Por qué se modulan las señales? El proceso de modulación supone una adaptación de la señal al medio de transmisión por el cual va a propagarse. Normalmente implica la alteración de su banda de frecuencias para transmitir la señal en una gama de frecuencias más adecuada. La necesidad de modular viene dada por la imposibilidad de la propagación de la señal en su banda de frecuencias “base”, o en superar las dificultades que representa esta propagación.

Se llama moduladora a la señal que contiene toda la información que se quiere enviar. Existe también una señal encargada de “trasladar” al otro extremo de la comunicación esa información que contiene la moduladora. Esta señal que se encarga de llevar la información de la moduladora se denomina portadora o carrier. . El resultado del proceso será una señal llamada portadora modulada. En general, la modulación va a consistir en la alteración sistemática de algún parámetro de la señal portadora a cargo de la señal moduladora, que es la que originalmente contiene la información.

Tipos de modulación:

La modulación en amplitud (A.M.) Una señal de A.M. de banda vestigial (o banda residual) se utiliza en sistemas en los que se desea hacer un uso más eficiente del ancho de banda, como en la transmisión de televisión.En la modulación de banda vestigial no se transmiten las dos bandas laterales completas, sino sólo una banda lateral y parte de la otra.

La modulación en frecuencia (F.M.) La técnica de multicanalización por división en frecuencia (FDM) se emplea para generar la señal estereofónica de F.M. (F.M. estéreo).Para generar la señal estéreo, la señal de banda base se divide en una señal de canal derecho y en otra de canal izquierdo.A partir de estas señales, se genera una señal con la suma y otra con la resta de estos canales.

Con las dos señales se genera la señal compuesta de banda base que se modula en frecuencia.El espectro de la señal compuesta de banda base consiste en la combinación del espectro de la suma de los canales derecho e izquierdo (señal mono), del espectro de la resta de los canales y de una señal piloto.

Existen también métodos de modulación en fase (como PSK) y en cuadratura (como QAM).

Codificación de datos:

Una señal es digital si consiste en una serie de pulsos de tensión. Para datos digitales no hay más que codificar cada pulso como bit de datos. En una señal unipolar (tensión siempre del mismo signo) habrá que codificar un 0 como una tensión baja y un 1 como una tensión alta (o al revés). En una señal bipolar (positiva y negativa), se codifica un 1 como una tensión positiva y un 0 como negativa (o al revés). La razón de datos de una señal es la velocidad de transmisión expresada en bits por segundo, a la que se transmiten los datos. La razón de modulación es la velocidad con la que cambia el nivel de la señal, y depende del esquema de codificación elegido.

- Un aumento de la razón de datos aumentará la razón de error por bit.

- Un aumento de la relación señal-ruido (S/N) reduce la tasa de error por bit.

- Un aumento del ancho de banda permite un aumento en la razón de datos.

Que es la Multiplexación y cuáles son las técnicas que existen.

La Multiplexación es un Conjunto de técnicas que permiten la transmisión simultánea de múltiples señales a través de un único enlace de datos y Es la compartición de un canal de comunicación de alta capacidad/velocidad por varias señales.

Multiplexación por División en Frecuencia (MDF)

La multiplexación por división en frecuencia es una técnica que consiste en dividir mediante filtros el espectro de frecuencias del canal de transmisión y desplazar la señal a transmitir dentro del margen del espectro correspondiente mediante modulaciones, de tal forma que cada usuario tiene posesión exclusiva de su banda de frecuencias (llamadas subcanales).

En el extremo de la línea, el multiplexor encargado de recibir los datos realiza la demodulación la señal, obteniendo separadamente cada uno de los subcanales. Esta operación se realiza de manera transparente a los usuarios de la línea. Se emplea este tipo de multiplexación para usuarios telefónicos, radio, TV que requieren el uso continuo del canal.

Multiplexación por División en el Tiempo (MTC)

La multiplexación por división de tiempo es una técnica para compartir un canal de transmisión entre varios usuarios. Consiste en asignar a cada usuario, durante unas determinadas "ranuras de tiempo", la totalidad del ancho de banda disponible. Esto se logra organizando el mensaje de salida en unidades de información llamadas tramas, y asignando intervalos de tiempo fijos dentro de la trama a cada canal de entrada. De esta forma, el primer canal de la trama corresponde a la primera comunicación, el segundo a la segunda, y así sucesivamente, hasta que el n-esimo más uno vuelva a corresponder a la primera.

El uso de esta técnica es posible cuando la tasa de los datos del medio de transmisión excede de la tasa de las señales digitales a transmitir. El multiplexor por división en el tiempo muestrea, o explora, cíclicamente las señales de entrada (datos de entrada) de los diferentes usuarios, y transmite las tramas a través de una única línea de comunicación de alta velocidad. Los MDT son dispositivos de señal discreta y no pueden aceptar datos analógicos directamente, sino demodulados mediante un módem.

Los MDT funcionan a nivel de bit o a nivel de carácter. En un MDT a nivel de bit, cada trama contiene un bit de cada dispositivo explorado. El MDT de caracteres manda un carácter en cada canal de la trama. El segundo es generalmente más eficiente, dado que requiere menos bits de control que un MDT de bit. La operación de muestreo debe ser lo suficientemente rápida, de forma que cada buffer sea vaciado antes de que lleguen nuevos datos.

Multiplexación estadística

En situaciones reales, ningún canal de comunicaciones permanece continuamente transmitiendo, de forma que, si se reserva automáticamente una porción del tiempo de transmisión para cada canal, existirán momentos en los que, a falta de datos del canal correspondiente, no se transmita nada y, en cambio, otros canales esperen innecesariamente. La idea de esta Multiplexación consiste en transmitir los datos de aquellos canales que, en cada instante, tengan información para transmitir.

Los multiplexores MDT estadísticos (MDTE) asignan dinámicamente los intervalos de tiempo entre los terminales activos y, por tanto, no se desaprovecha la capacidad de la línea durante los tiempos de inactividad de los terminales.

El funcionamiento de estos multiplexores permite que la suma de las velocidades de los canales de entrada supere la velocidad del canal de salida. Si en un momento todos los canales de entrada tienen información, el tráfico global no podrá ser transmitido y el multiplexor necesitará almacenar parte de esta información.

Los multiplexores estadísticos han evolucionado en un corto período de tiempo convirtiéndose en máquinas muy potentes y flexibles. Han acaparado prácticamente el mercado de la MDT y constituyen actualmente una seria competencia a los MDF. Estos proporcionan técnicas de control de errores y control del flujo de datos. Algunos proporcionan la circuitería de modulación para realizar la interfaz con redes analógicas.

De otra forma, sería necesario usar módem separados. El control de flujo se emplea para prevenir el hecho de que los dispositivos puedan enviar datos a un ritmo excesivo a las memorias tampón buffer de los multiplexores.

En CDMA, la señal se emite con un ancho de banda mucho mayor que el precisado por los datos a transmitir; por este motivo, la división por código es una técnica de acceso múltiple de espectro expandido. A los datos a transmitir simplemente se les aplica la función lógica XOR con el código de transmisión, que es único para ese usuario y se emite con un ancho de banda significativamente mayor que los datos.

La Multiplexación por división en código o CDM

A la señal de datos, con una duración de pulso Tb, se le aplica la función XOR con el código de transmisión, que tiene una duración de pulso Tc. (Nota: el ancho de banda requerido por una señal es 1/T, donde T es el tiempo empleado en la transmisión de un bit). Por tanto, el ancho de banda de los datos transmitidos es 1/Tb y el de la señal de espectro expandido es 1/Tc. Dado que Tc es mucho menor que Tb, el ancho de banda de la señal emitida es mucho mayor que el de la señal original, y de ahí el nombre de "espectro expandido".

Cada usuario de un sistema CDMA emplea un código de transmisión distinto (y único) para modular su señal. La selección del código a emplear para la modulación es vital para el buen desempeño de los sistemas CDMA, porque de él depende la selección de la señal de interés, que se hace por correlación cruzada de la señal captada con el código del usuario de interés, así como el rechazo del resto de señales y de las interferencias multi-path (producidas por los distintos rebotes de señal).

El mejor caso se presenta cuando existe una buena separación entre la señal del usuario deseado (la señal de interés) y las del resto; si la señal captada es la buscada, el resultado de la correlación será muy alto, y el sistema podrá extraer la señal. En cambio, si la señal recibida no es la de interés, como el código empleado por cada usuario es distinto, la correlación debería ser muy pequeña, idealmente tendiendo a cero (y por tanto eliminando el resto de señales). Y además, si la correlación se produce con cualquier retardo temporal distinto de cero, la correlación también debería tender a cero. A esto se le denomina autocorrelación y se emplea para rechazar las interferencias multi-path.2

En general, en división de código se distinguen dos categorías básicas: CDMA síncrono (mediante códigos ortogonales) y asíncrono (mediante secuencias pseudoaleatorias).

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